[과학 이야기] 토성의 달 호수는 폭발의 결과

토성의 달(위성) 중 가장 큰 '타이탄'에는 지구와 비슷한 호수가 존재한다. 액체를 담고 있는 것은 같지만, 물은 아니다. 가스인 메탄이 혹독한 추위로 액체가 돼 물처럼 담겨있는 것이다.

물은 아니지만 태양계 천체 중에서 표면에 안정된 액체를 가진 곳은 지구를 제외하면 타이탄이 유일하다. 이 메탄 호수들은 지금까지 침식에 의해 형성된 것으로 알려져 왔지만 가장자리가 급경사로 된 일부 작은 호수는 액체 질소가 폭발해 만들어진 것이라는 새로운 연구결과가 나왔다.

항공우주국(NASA) 제트추진연구소(JPL)에 따르면 이탈리아 G.다눈치오 대학의 쥐세페 미트리 박사가 이끄는 국제연구팀은 타이탄에 있는 호수의 가장자리가 급경사로 수백미터가량 치솟아 있는 것은 액체 질소 폭발에 의한 것이라는 새로운 연구 결과를 과학저널 '네이처 지구과학' 최신호에 발표했다.

타이탄 표면에 모여있던 액체 질소가 데워지면서 폭발해 웅덩이를 만들고 액체 상태의 메탄이 채워지게 됐다는 것이다.

이는 물이 주변 석회암을 용해해 형성하는 지구의 카르스트 호수처럼 타이탄의 호수도 액체로 된 메탄이 기반암 격인 얼음층과 고체 유기 화합물을 녹여 형성된 것으로 설명해온 기존 모델과는 정면으로 배치되는 것이다.

연구팀은 기존 침식 모델로는 타이탄 북극 인근에 있는 호수인 '위니펙 레이커스(Winnipeg Lacus)'의 형성을 설명할 수 없지만 액체질소 폭발 모델로는 충분히 설명이 가능하다고 밝혔다. 위니펙 레이커스는 토성 탐사선 '카시니'호가 2년 전 토성 대기로 뛰어들어 산화하기 전 근접비행을 하면서 수집한 레이더 이미지에서 가장자리가 수면 고도보다 높게 벽처럼 형성돼 있는 것으로 나타나 있다.

연구팀은 호수 가장자리가 급격한 경사를 이루며 수면보다 높게 형성돼 있는 것은 폭발로 내부 물질이 밖으로 쓸려나갈 때 만들어지는 것과 일치하는 것으로 분석했다.